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発明の名称 接続及び分離装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−113826(P2007−113826A)
公開日 平成19年5月10日(2007.5.10)
出願番号 特願2005−304836(P2005−304836)
出願日 平成17年10月19日(2005.10.19)
代理人 【識別番号】100087642
【弁理士】
【氏名又は名称】古谷 聡
発明者 窪塚 聡 / 山野 誠
要約 課題
飛翔体から確実かつ瞬時に補助ロケットモータが分離される接続及び分離装置の提供。

解決手段
第1装置本体部10の電気式点火器とピストンの作用により、パラシュート収容部20の蓋21aが解放され、内部のパラシュート22が放出される。パラシュート22の放出による抵抗により、第1装置本体部10と第2装置本体部30による接続状態から解放され、補助ロケットモータ2が分離される。
特許請求の範囲
【請求項1】
飛翔体と、前記飛翔体に初期推進力を付与するための打ち上げ用補助ロケットモータとの接続及び分離装置であり、
前記接続及び分離装置が、
前記飛翔体側に取り付けられた、後方固定軸を有する第1装置本体部と前方固定軸を有する第2装置本体部を備え、前記補助ロケットモータ側に取り付けられた、パラシュートが収容されたパラシュート収納部、第1固定具及び第2固定具を備えており、
前記後方固定軸と前記第1固定具とを接続する第1接続部と、前記前方固定軸と前記第2固定具とを接続する第2接続部により、前記飛翔体と前記補助ロケットモータを接続するものであり、
前記第1接続部が、前記飛翔体から突設された後方固定軸に第1固定具が嵌め込まれることで接続された部分で、前記第2接続部が、前記飛翔体から突設された前方固定軸に第2固定具が嵌め込まれることで接続された部分であり、
前記第1装置本体部に内蔵された電気式点火器とピストンの作用により、前記パラシュート収納部から前記パラシュートが放出展開され、前記展開されたパラシュートによる空気抵抗によって、前記第1及び第2接続部の結合が解放されることで、前記飛翔体から前記補助ロケットモータが切り離される、接続及び分離装置。
【請求項2】
前記第1装置本体部が、シリンダと、前記シリンダ内に収容された電気式点火器とピストンを有し、前記パラシュート収納部に近接して配置されたものであり、
前記電気式点火器の作動により、前記ピストンが前記パラシュート収納部の蓋を開放することにより、前記パラシュートが放出展開される、請求項1記載の接続及び分離装置。
【請求項3】
前記第2接続部における前方固定軸が、電気式点火器の作動時に前方固定軸と第2固定具の結合が解放されたとき、飛翔体内に収容されるものである、請求項1又は2記載の接続及び分離装置。
【請求項4】
前記第1接続部における第1固定具が、U字状又はそれに近似した切り欠きを有するもので、前記切り欠きの開口部分が飛翔体の飛翔方向になるように後方固定軸に嵌め込まれるものである、請求項1〜3のいずれかに記載の接続及び分離装置。
【請求項5】
電気式点火器の作動前、前記ピストンが移動しないようにピンで止められている、請求項1〜4のいずれかに記載の接続及び分離装置。


発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、無人標的機等として使用する飛翔体と前記飛翔体に初期推進力を付与するための打ち上げ用補助ロケットモータとの接続及び分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
無人標的機には、初期浮揚及び推進のため、少なくとも1つの補助ロケットモータが取り付けられるが、無人標的機が所定高度及び速度に達したとき、補助ロケットモータは切り離されて落下する。
【0003】
特許文献1には、ソレノイドとバネを利用したロケットモータ離脱機構の発明が開示されている。特許文献2には、圧力制御弁の作用により、ロケットモータの推進薬から発生するガス自体を分離手段として用いた発明が開示されている。
【特許文献1】特開昭64−54199号公報
【特許文献2】特開昭63−207800号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
脱離後のロケットモータは、所定の高度及び速度に達したとき、確実に無人標的機と分離する必要がある。しかし、従来の無人標的機の分離は、ロケットモータの推力と空気抵抗、及び脱離用バネのバランスによって行われるため、飛翔条件によってはバランスが崩れ、分離不良が起こることがある。特許文献1の発明では、適当な条件下での分離を行うため、分離タイミングを調節するソレノイド装置の使用が提案されているが、空気抵抗やバネ力に抗して作動させるためには大型のソレノイドが必要であり、設備スペースや積載重量が大きくなる問題がある。特許文献2の発明では、圧力制御弁の開閉により、ガスの流れを変更するものであるため、確実に分離するための制御が難しい。
【0005】
本発明は、無人標的機等の飛翔体と、前記飛翔体に初期推進力を付与するための打ち上げ用補助ロケットモータを接続し、かつ前記飛翔体が所定の高度及び速度に達したときに確実に脱離させることができる、接続及び分離装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、課題の解決手段として、
飛翔体と、前記飛翔体に初期推進力を付与するための打ち上げ用補助ロケットモータとの接続及び分離装置であり、
前記接続及び分離装置が、
前記飛翔体側に取り付けられた、後方固定軸を有する第1装置本体部と前方固定軸を有する第2装置本体部を備え、前記補助ロケットモータ側に取り付けられた、パラシュートが収容されたパラシュート収納部、第1固定具及び第2固定具を備えており、
前記後方固定軸と前記第1固定具とを接続する第1接続部と、前記前方固定軸と前記第2固定具とを接続する第2接続部により、前記飛翔体と前記補助ロケットモータを接続するものであり、
前記第1接続部が、前記飛翔体から突設された後方固定軸に第1固定具が嵌め込まれることで接続された部分で、前記第2接続部が、前記飛翔体から突設された前方固定軸に第2固定具が嵌め込まれることで接続された部分であり、
前記第1装置本体部に内蔵された電気式点火器とピストンの作用により、前記パラシュート収納部から前記パラシュートが放出展開され、前記展開されたパラシュートによる空気抵抗によって、前記第1及び第2接続部の結合が解放されることで、前記飛翔体から前記補助ロケットモータが切り離される、接続及び分離装置を提供する。
【0007】
本発明の接続及び分離装置は、飛翔体と補助ロケットモータを接続すると共に、飛翔後の所定時になると飛翔体と補助ロケットモータを切り離すものであり、前記した接続及び切り離しの動作、並びにそれらに関連した動作をする構成要素を全て含めたものである。
【0008】
また、本発明の接続及び分離装置の全ての構成要素は、金属、合成樹脂、繊維強化樹脂等の複合材又はこれらを組み合わせた材質からなるものが好ましい。
【0009】
飛翔体が無人標的機であるとき、通常は1つ又は2つ以上のロケットモータが取り付けられ、ロケットモータは、安定性を高める観点から、少なくとも2箇所にて無人標的機と接続される。本発明では、2箇所の接続部分の結合を解放する手段として、電気式点火器とピストンを用い、パラシュートを放出展開させたときの空気抵抗(飛翔体の飛行方向とは反対方向への引っ張り力)を利用するものである。
【0010】
前方固定軸と後方固定軸の突設位置は特に制限されるものではなく、飛翔体の形状(胴体の形状や大きさ、翼の位置等)に応じて適宜設定することができる。例えば、前方固定軸を飛翔体の底面から突設させ、後方固定軸を飛翔体の側面又はその近傍(底面と側面の境界面付近)に突設させることができる。
【0011】
電気式点火器は、例えば、エアバッグ用ガス発生器(運転席のエアバッグ用ガス発生器、助手席のエアバッグ用ガス発生器、サイドエアバッグ用ガス発生器、カーテン用ガス発生器、ニーボルスター用ガス発生器、ガス発生器ブルシートベルト用ガス発生器、チューブラーシステム用ガス発生器、プリテンショナー用ガス発生器等の各種ガス発生器であり、例えば、特開2001−165600号公報、特開2001−165600号公報、WO01/031282等に開示されたもの。)等を用いることができる。
【0012】
この電気式点火器は、点火薬を備えた点火器単独のもの、前記点火器とエンハンサ剤及び/又はガス発生剤を組み合わせたものがあり、作動により、主としてガス(圧力)を発生させるものである。よって、ピストンは、電気式点火器の作動による圧力の上昇を受けて直線運動することで、パラシュート収納部からパラシュートを放出展開させる。
【0013】
本発明は、課題の他の解決手段として、
前記第1装置本体部が、シリンダと、前記シリンダ内に収容された電気式点火器とピストンを有し、前記パラシュート収納部に近接して配置されたものであり、
前記電気式点火器の作動により、前記ピストンが前記パラシュート収納部の蓋を開放することにより、前記パラシュートが放出展開される、請求項1記載の接続及び分離装置を提供する。
【0014】
このように電気式点火器とピストンを用いることにより、確実にパラシュートを放出展開させることができる。
【0015】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記第2接続部における前方固定軸が、電気式点火器の作動時に前方固定軸と第2固定具の結合が解放されたとき、飛翔体内に収容されるものである、請求項1又は2記載の接続及び分離装置を提供する。
【0016】
飛翔体から補助ロケットモータが切り離された後も、飛翔体は暫く飛び続けるため、前方固定軸を収容することで、飛翔体に加えられる空気抵抗を小さくすることができる。前方固定軸の収容手段としては、バネ、ソレノイド、ピストン機構等の公知の手段を適用することができる。また、後方固定軸に対しても、同様の飛翔体内に収容する手段を付することができる。
【0017】
本発明は、課題の他の解決手段として、前記第1接続部における第1固定具が、U字状又はそれに近似した切り欠きを有するもので、前記切り欠きの開口部分が飛翔体の飛翔方向になるように後方固定軸に嵌め込まれるものである、請求項1〜3のいずれかに記載の接続及び分離装置を提供する。
【0018】
このような接続状態であると、パラシュートを放出展開させたときの空気抵抗(飛翔体の飛行方向とは反対方向への引っ張り力)により、第1接続部の結合が解放されやすくなる。
【0019】
本発明は、課題の他の解決手段として、電気式点火器の作動前、前記ピストンが移動しないようにピンで止められている、請求項1〜4のいずれかに記載の接続及び分離装置を提供する。
【0020】
このピンの作用により、電気式点火器の作動前においてピストンが移動して、パラシュートが放出されてしまうこと、又はパラシュートが放出されなくなることが防止される。
【発明の効果】
【0021】
本発明の接続及び分離装置によれば、打ち上げ前は飛翔体と補助ロケットモータが2箇所で接続されているので、打ち上げ作業性が良く、打ち上げ後の所定時になると、飛翔体から確実に補助ロケットモータを切り離すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下、図1〜図5により、本発明の接続及び分離装置の実施の形態を説明する。
【0023】
図1(a)は、電気式点火器の作動前の接続及び分離装置を示す長さ方向の部分断面図、図1(b)は、電気式点火器の作動時の接続及び分離装置を示す長さ方向の部分断面図、図1(c)は、電気式点火器の作動後の接続及び分離装置を示す長さ方向の部分断面図であり、いずれの図においても、飛翔体1の一部を切り欠いて(切り欠き部1A、1B)、切り欠いた部分の内部が見える状態にて示している。
【0024】
図2(a)は図1(a)の部分拡大図、図2(b)は図1(b)の部分拡大図、図2(c)は図1(c)の部分拡大図であり、飛翔体1は切り欠いた部分(切り欠き部1A、1B)を示している。
【0025】
図3(a)は、図2(a)の部分拡大図、図3(b)は、図2(b)の部分拡大図である。
【0026】
図4(a)は、図2(a)の部分拡大図、図4(b)は図2(b)の部分拡大図、図4(c)は図2(c)の部分拡大図であり、飛翔体1の切り欠いた部分(切り欠き部1B)を示している。
【0027】
図5は、図2(a)に示す第2接続部の接続状態を説明するための幅方向の断面図でる。
【0028】
図1(a)、図2(a)、図3(a)、図4(a)、図5により、接続及び分離装置の構造を説明する。図1(a)、図2(a)のとおり、打ち上げ前及び打ち上げ後、飛翔体(中空構造のもの)1と補助ロケットモータ2は、接続及び分離装置を介して2箇所(第1接続部及び第2接続部)にて接続されている。
【0029】
本発明の接続及び分離装置の第1接続部は、飛翔体1から突設された後方固定軸17に第1固定具16が嵌め込まれることで接続された部分である。
【0030】
図3(a)に示すとおり、飛翔体1の中空部には、壁面3の肉厚部3a上において、縦方向の断面がL字状のシリンダ11が配置されている。シリンダ11の短辺側の端部には電気式点火器12が取り付けられ、長辺側の端部にはピストン13が軸方向に移動自在に装入されている。電気式点火器12とピストン13は対向していないが、同一の密閉空間内に位置している。ピストン13の電気式点火器12側の端部にはOリングが嵌め込まれている。電気式点火器12は、コネクタ、リードワイヤ(又はプラグ)を介して電源に接続されている。
【0031】
ピストン13は、シリンダ11内に装入された第1ピストン部13aと、シリンダ11の長辺外壁に沿って配置された第3ピストン部13cが、シリンダ11外において第2ピストン部13bにより接続一体化されたものである。よって、ピストン13は、途中(第2ピストン部13b)において折り曲げられた形状のものであり、第1ピストン部13aと第3ピストン13cは平行関係にある。
【0032】
第1ピストン部13aの外周面には、溝(又は穴)が設けられており、前記溝には、シリンダ11に設けられたシェアピン14が差し込まれている。第3ピストン部13cの先端部13dは、肉厚部3aの外に突き出されている。
【0033】
図2(a)に示すとおり、第1装置本体部10に近接する位置には、飛翔体1の外表面形状と一致した形状の第1固定具15が、飛翔体1の外表面に沿って配置されている。第1固定具15は、一端部にU字状又はそれに近似した切り欠き16を有している。切り欠き16は、飛翔体1の側面に突設された後方固定軸17に対して、開口部分が飛翔体1の飛翔方向になるように嵌め込まれている。
【0034】
第1装置本体部10に近接する位置には、パラシュート収容部20が配置されている。パラシュート収容部20は、蓋21aを有する箱21の内部にパラシュート22が折り畳まれた状態で収容されたものであり、底部20aとパラシュート22の間にはコイルバネ24が押し縮められた状態で配置されている。パラシュート22は、底部20aに固定されたワイヤ25で箱21に繋がれている。
【0035】
蓋21aは、ばね付きヒンジ23の作用により、自動的に開放されるように取り付けられているが、電気式点火器12の作動前は、開放側の端部が第3ピストン部13cの先端部13dで押さえ付けられているため、閉じられた状態にある。
【0036】
本発明の接続及び分離装置の第2接続部は、飛翔体1から突設された前方固定軸40に第2固定具41が嵌め込まれることで接続された部分である。
【0037】
図4(a)に示すとおり、飛翔体1の中空部には、第2装置本体部30が取り付けられている。第2装置本体部30では、壁面3の肉厚部3b上において、周壁31と底面32で囲まれた円柱状の空間33が形成されている。周壁31と底面32は、単に接触しているだけで結合されていない。
【0038】
そして、空間33内には、前方固定軸40の一部が収容されており、収容された部分の端面は底面32に固着されている。前方固定軸40の残部は飛翔体の肉厚部3bから外側に突き出されており、突き出された部分の端面には蓋36が固着されている。
【0039】
前方固定軸40の周囲には、押し縮められた状態でコイルバネ35が装着されている。コイルバネ35は底面32と肉厚部3bの内表面の間に嵌め込まれているが、必要に応じて両端部が固着されていてもよい。
【0040】
図5に示すとおり、前方固定軸40には、第2固定具41の二股状の先端部42が嵌め込まれ、前方固定軸40と先端部42は接触している。
【0041】
前方固定具40の底面部41aは補助ロケットモータ2に接合され、端部41bは第1連結手段(例えば、金属板又は金属棒)50に連結されている。第1連結手段50の反対側は、第1固定具15及びパラシュート収容部20と接続されている。
【0042】
補助ロケットモータ2と第1固定具15は、第2連結手段(例えば、金属板、金属線又は金属棒)18で連結されている。第1連結手段18の長さ及び取り付け角度は、飛翔体1の打ち上げ及び飛翔角度との関係を考慮して決定される。
【0043】
このように第1連結手段50と第2連結手段18により、補助ロケットモータ2、第1固定具15、パラシュート収容部20、第2固定具41は全体として一体になるように接続されている。
【0044】
次に、図1(a)〜(c)、図2(a)〜(c)、図3(a)、(b)図4(a)〜(c)、図5により、本発明の接続及び分離装置の動作を説明する。
【0045】
〔図1(a)、図2(a)、図3(a)、図4(a)、図5の状態〕
飛翔体(無人標的機)1の打ち上げ前及び打ち上げから所定時間までは、図1(a)、図2(a)、図3(a)、図4(a)、図5に示す状態であり、飛翔体1と補助ロケットモータ2は2箇所で接続されている。打ち上げ後、飛翔体1は、補助ロケットモータ2の推力が前方固定軸40を押すことで上昇し、飛行する。
【0046】
このとき、第1装置本体部10では、図3(a)に示すとおり、第3ピストン部13cの先端部13dにより、パラシュート収容部20の蓋21aが押さえ付けられているため、蓋21aは閉塞状態にある。
【0047】
また、第2装置本体部30では、図4(a)、図5に示すとおり、前方固定軸40が第2固定具先端部42で固定され、押し下げられた状態にある。このため、周壁31と底面32の接触部分は押圧状態にあり、コイルバネ35は、肉厚部3bと底面32の間で押し縮められた状態にある。
【0048】
〔図1(b)、図2(b)、図3(b)の状態〕
飛翔体1が所定の高度及び速度に達したとき、分離信号(例えば、時限式信号、機体速度関知式信号又は補助ロケットモータの圧力感知式信号)が送られることで、電気式点火器12に通電が開始され、電気式点火器12が作動して圧力を発生させる。発生した圧力により、シリンダ11内のピストン13が激しく押圧されて、第1ピストン部13aと第3ピストン部13cは軸方向に直線運動する。
【0049】
そして、図3(b)のように、第3ピストン部13cの先端部13dが飛翔体1の中空部内に引き込まれ、蓋21aが押さえ付けられた状態から解放されるため、ばね付きヒンジ23の作用により、蓋21aが自動的に開放され、パラシュート22が放出される。
【0050】
〔図1(c)、図2(c)、図3(b)、図4(b)〜(c)の状態〕
パラシュート22が放出展開されると大きな抵抗が生じて、第1固定具15は引っ張られるため、後方固定軸17から切り欠き部16が外れる。そして、第1固定具15と連動して第1連結手段50も引っ張られるため、前方固定軸40から第2固定具41も外れる。
【0051】
その結果、飛翔体1と補助ロケットモータ2を接続していた第1及び第2接続部の全ての結合が解放されるため、飛翔体1と補助ロケットモータ2が分離され、補助ロケットモータ2と共に第1固定具15、パラシュート収容部20、第2固定具41も脱落する。
【0052】
そして、図4(c)のとおり、前方固定軸40と第2固定具先端部42との結合が解放され、前方固定軸40を押し下げていた力が解放される。このため、周壁31と底面32の接触部分における押圧状態も解放され、押し縮められていたコイルバネ35の作用により、底面32が勢いよく押し上げられる。その結果、前方固定軸40が勢いよく飛翔体1内部に引き込まれて収容される。前方固定軸40が突き出していた開口部は、蓋36により閉塞されるため、空気抵抗を生じることはなく、その後の飛翔体の飛行にも影響をしない。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】(a)〜(c)は、本発明の接続及び分離装置の動作状態を説明するための図である。
【図2】(a)〜(c)は、図1(a)〜(c)の部分拡大図である。
【図3】図2(a)における接続状態を説明するための部分断面図である。
【図4】(a)は、図2(a)の部分拡大図、図4(b)は図2(b)の部分拡大図、図4(c)は図2(c)の部分拡大図である。
【図5】図2(a)の幅方向の断面図である。
【符号の説明】
【0054】
1 飛翔体
2 補助ロケットモータ
10 第1装置本体部
11 シリンダ
13 ピストン
15 第1固定具
17 後方固定軸
20 パラシュート収容部
22 パラシュート
30 第2装置本体部
40 前方固定軸
41 第2固定具






 

 


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